[实用新型]一种控制风电变桨的冗余顺桨系统

说明书

本实用新型公开了一种控制风电变桨的冗余顺桨系统，包括轴柜，轴柜中设置有主电源、后备电源、驱动器、电机、编码器、控制器后备电源选择器，主电源和后备电源的输出端均与驱动器以及电机电源输入端连接；编码器连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接驱动器，驱动器连接电机的控制信号输入端，电机的输出端与桨叶的主动端连接，电机用于驱动桨叶；后备电源选择器为一种电路选择开关，有三路备选接口，第一接口连接本轴柜驱动器，第二接口连接下一轴柜驱动器，第三接口连接前一轴柜中的驱动器；在增加少量电路切换设备的基础上，将三套方案关键资源整合共享，能有助于风机桨叶在关键顺浆部件出现故障的情况下均实现顺浆动作。

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种控制风电变桨的冗余顺桨系统。

背景技术

变桨系统在兆瓦级风力发电机组中起到气动安全停机的作用，如果变桨系统出现失效，无法顺桨的情况，可能导致风机出现飞车等安全事故。变桨系统在设计过程中，在安全性和可靠性方面已经有比较宽裕的设计裕量，但是一些关键的工作模块，如后备电源、驱动器等设备如果出现故障，还是可能导致风机一个或者多个叶片无法顺桨，造成一定的安全隐患。

风电变桨系统一般采用三轴柜式结构，分别控制风力发电机的三个桨叶。现有技术中，风电变桨系统的三个轴柜之间相互独立，每个轴柜内都有一套主电源、后备电源、驱动器、电机、编码器、控制系统及其他电气辅助设备。外部电源为变桨系统经过滑环的外部电源接入；主电源一般为整流单元；后备电源通过主电源进行充电，作用是当主电源失效时作为后备电源使用；驱动器作用是驱动电机带动桨叶转动，编码器的作用是记录并反馈桨叶位置信息。控制器的作用是对主电源、后备电源、驱动器、电机反馈的状态信息进行监视。

其中，当风力发电机出现故障需要停机时，三个变桨轴柜分别驱动三个桨叶进行顺桨工作，直至编码器反馈回本叶片的角度为85°至90°之间顺桨结束，才能实现安全停机。

当系统正常运行时，如图1所示，变桨系统的外部电源1经过滑环接入，一般为交流400V电源或交流220V电源；将外部电源整流为直流电源；后备电源一般为超级电容模组或蓄电池模组，其通过21进行充电，作用是当21电源失效时作为后备电源使用；驱动器用于驱动电机进行顺桨；电机执行顺浆动作。

由图1可知，当第一轴柜出现如下一种或者多种情况时，无法完成顺桨动作：轴柜中的主电源和后备电源失效、驱动器失效或电机失效。

实用新型内容

为了解决了现有技术中存在的问题，本实用新型公开了提供一种控制风电变桨的冗余顺桨系统，在变桨系统紧急顺桨过程中，如某个轴柜或者多个轴柜出现电源、驱动器或电机关键部件的失效，通过其他轴柜电源、驱动器或电机的共享使用，达到冗余顺桨的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种控制风电变桨的冗余顺桨系统，包括三个轴柜，每一个轴柜中设置有主电源、后备电源、驱动器、电机、编码器、控制器、后备电源选择器以及伺服电机选择器，主电源和后备电源的输出端均与驱动器以及电机电源输入端连接；编码器设置在电机上，编码器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接驱动器，驱动器连接电机的控制信号输入端，电机的输出端与桨叶的主动端连接；主电源和驱动器的电压监测端口均与控制器的信号输入端连接；每一个轴柜对应驱动一个桨叶；

后备电源选择器中有三路备选接口，第一接口连接本轴柜驱动器，第二接口连接下一轴柜驱动器，第三接口连接前一轴柜驱动器；后备电源选择器的信号输入端连接控制器的输出端；

伺服电机选择器中设置有三路备选接口，伺服电机选择器第一接口连接本轴柜电机，伺服电机选择器第二接口连接下一轴柜电机，伺服电机选择器第三接口连接前一轴柜电机；伺服电机选择器的控制信号输入端连接控制器的输出端。